Abstract
本文以數學模式模擬煤粒之燃燒過程，以一維球座標分析熱空氣與火焰對煤粒燃燒之效應。模式包含煤粒內部與煤粒外氣相區域兩部份，煤粒內部考慮連續方程式，Darcy 方程式與能量方程式，邊界條件包含熱輻射效應。化學反應速率，以兩平行反應同時進行。氣相區域則考慮物種方程式與能量方程式，包含對流與擴散作用。以有限差分法解出溫度、壓力與物質濃度佈，求出燃燒率。在反應過程中以Semeov引燃準據，判斷引燃是否發生。煤粒引燃後，利用修正液滴模式估計火焰半徑，再由能量平衡解出火焰溫度。本文也分析熱對流、熱輻射等效應以及空氣溫度、煤粒粒徑、火焰放率、空氣流量等參數對煤粒燃燒之影響。此外分析固定火焰半徑與縮小火焰火徑對燃燒之效應。煤粒引燃前，粒徑較小者，主要受空氣熱對流影響，粒徑較大者，受爐壁熱輻射影響較大。引燃後，空氣溫度較高時，煤粒表面反應劇烈，煤粒溫度很快高過外界溫度，而向外界散失熱量，空氣溫度較低時，熱量較易傳入內部，青反應較慢，經過一段時間之後，表面溫度才高於外界澧度，向外界散熱。以不同火焰放射率得到之結果與實驗值比較，顯示粒徑小者適用高火焰放射率，粒徑大者適合用低火焰放射率粒徑大小與空氣溫度之高低會改變主要反應控制機構。改變空氣流量對煤粒弔燃前有影響，引燃後作用較小。火焰半徑之變化對反應時間、火焰溫度分佈 煤粒吸熱率以及火焰放射率之作用都不可忽視。